在疑似冠状动脉疾病(CAD)患者接受冠脉造影的人群中,一项意大利小型研究发现,心脏病发作患者的血液中微塑料和纳米塑料含量异常偏高。
对于ST段抬高型心肌梗死(STEMI)、慢性冠脉综合征(CCS)以及冠脉正常的患者,在侵入性操作期间采集的血液样本中发现了显著差异:
- 微塑料和纳米塑料的检出频率:分别为84.2%、40%和31.8%(P=0.002)
- 冠脉血液中微塑料和纳米塑料的浓度:中位数约1.2微克/毫升 vs 0.3微克/毫升 vs 0.3微克/毫升(P<0.001)
- 外周血液中微塑料和纳米塑料的浓度:中位数约1.4微克/毫升 vs 0.3微克/毫升 vs 0.3微克/毫升(P<0.001)
- 聚合物多样性:中位数3种聚合物 vs 0 vs 0(P<0.001)
聚乙烯是检测到的主要聚合物(占97%),其次是聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙66。同一患者的外周血和冠脉血样本中一致检测到相同的聚合物,且冠脉血中的浓度最高(P<0.001)。研究报告发表于《欧洲心脏杂志》。
“这些发现并不能证明微塑料会导致心脏病发作,但它们揭示了环境暴露、血液中的微塑料与心血管疾病之间存在强关联,”巴尔巴托在一份新闻稿中表示。
作为大规模工业过程的间接产物,微塑料和纳米塑料如今在地球上的每个环境中无处不在,包括空气、水、土壤和食物。这些颗粒越来越多地在人体组织和器官中被发现,引发了对潜在危害的担忧。
然而,这些塑料颗粒在大小和成分上的多样性给研究带来了挑战。例如,聚乙烯有长链线性和低密度、高密度之分,而聚氯乙烯是一种密度更大的热塑性塑料。
“标准化分析方法仍在发展中,”德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学医学中心的安德烈亚斯·戴伯博士及其两位同事在随附的社论中写道。“缺乏长期流行病学研究,无法对慢性健康影响进行可靠评估。塑料颗粒在人体内的命运——是否会蓄积、降解或排泄——仍然知之甚少。此外,当前的实验模型往往不能反映真实世界的暴露条件,在现实中人们暴露于复杂的颗粒和化学物质混合物。”
更有甚者,实验室方法是否真的检测到了塑料也不明确,布里斯班昆士兰大学的凯文·托马斯博士辩称。“微塑料在人体血液中的测量以难度大著称,根据最近公布的可信度水平,这些结果充其量只能推测塑料的存在,”托马斯在提交给科学媒体中心的一篇评论中表示。
“虽然作者在控制污染方面的努力值得称赞,但该研究忽视了表明热解-气相色谱-质谱法不适用于聚乙烯和聚氯乙烯(检测到的两种主要塑料)的发现。更有可能是血液中的内源性脂类被误认为是塑料,”托马斯争辩道。
此外,根据现有报告,解析塑料的来源以及任何改良剂的影响也是一项挑战。考虑到环境暴露,巴尔巴托团队报告,STEMI组还经历了更高的空气污染(PM2.5)暴露,并且微塑料和纳米塑料的检测在吸烟者和暴露于更高PM2.5的患者中更常见。然而,在多变量分析中,吸烟史是这些塑料存在的唯一独立预测因子(OR 5.69,95% CI 1.33-26.63)。
“本研究通过探讨急性与慢性冠脉疾病中MNPs(微塑料和纳米塑料)、PM2.5和吸烟之间的关联,解决了一个紧迫且新兴的公共卫生问题,可能放大了它们对心血管健康的破坏性影响。MNPs、PM2.5和吸烟构成了心血管疾病潜在可改变的环境风险因素,对公共卫生和心血管疾病预防具有重要意义,”巴尔巴托及其同事总结道。
他们的横断面研究纳入了61名因疑似CAD在两个意大利中心接受冠脉造影的连续患者。
参与者分为STEMI组(19人)和CCS组(20人),冠脉正常的同龄人作为对照组(22人)。平均年龄64岁,27.9%为女性。吸烟者占队列的大多数——在STEMI组中高达73.7%,平均吸烟史为32包年(相比之下,CCS组为26包年,对照组为17包年,P=0.003)。
在侵入性操作期间采集外周血和冠脉血样本2或3次,存放在冷冻箱中并送至核心实验室。使用热解-气相色谱-质谱法和激光直接红外光谱法评估冠脉血和外周血样本中的微塑料和纳米塑料。
CCS组与对照组之间的微塑料或纳米塑料浓度无显著差异。
空气污染暴露数据于侵入性操作当天(急性暴露)以及前两年(慢性暴露)收集。与其他队列相比,STEMI患者在侵入性操作当天(P=0.012)和前两年(P=0.010)均暴露于更高水平的PM2.5。
此外,STEMI患者显示更高水平的白介素-6和肿瘤坏死因子-α,表明系统性炎症增加。
研究作者承认,由于样本量小,这些发现应被视为探索性研究,并且各研究组采集冠脉血样本的方法存在细微差异。此外,该研究未直接评估通过饮食、药物或器械来源的微塑料暴露。
由于研究采用观察性设计,也存在混杂或反向因果的可能性。例如,STEMI组吸烟率较高,而吸烟史又是微塑料存在的唯一独立预测因子,可能是该分析中的一个关注点。
“这证实了我们已知的关于心脏病发作与吸烟相关的知识,但使得更难以判断微塑料与心脏病发作之间、微塑料与吸烟之间是否存在关联,或者微塑料暴露是否来自其他因素,”东伦敦大学的里亚·德弗罗博士在另一份提交给科学媒体中心的声明中表示。
“总体而言,这项研究是重要的一步,但在就微塑料和纳米塑料在心血管疾病中的因果作用得出可靠结论之前,还需要更大规模的前瞻性研究,采用统一的分析方法和详细的暴露评估,”澳大利亚纽卡斯尔的纽卡斯尔大学的萨瓦·帕拉尼萨米博士同样通过科学媒体中心表示。
该研究由意大利国家PNRR补充投资计划、欧盟、意大利卫生部和DigiCardioPaTh博士项目资助。
巴尔巴托及其共同作者声明无利益冲突。
戴伯及共同社论作者声明无利益冲突,但报告收到了多项政府资助。
托马斯、德弗罗和帕拉尼萨米无披露信息。
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